设有图像投影设备的工程机械制造技术

本公开总体上涉及一种工程机械(100)，其中，工程机械(100)设有图像投影设备(200)，该图像投影设备特别适于将图像投影在工程机械(100)所包括的外部部件的表面处。本公开还涉及对应的、用于这种工程机械(100)的方法和计算机程序。

Construction machinery with image projection equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设有图像投影设备的工程机械
本公开总体上涉及一种工程机械，其中，该工程机械设有图像投影设备，该图像投影设备特别适于将图像投影在该工程机械所包括的外部部件的表面处。本公开还涉及对应的用于这种工程机械的方法和计算机程序。
技术介绍
例如挖掘机、推土机、装载机等形式的工程机械可以用于执行施工、采矿和/或景观美化操作中的各种任务。这样的工程机械通常可以配备有一个或多个能够接合各种物体以帮助执行任务的作业器具(workimplements)。所述作业器具可以由例如可以位于工程机械上的操作者以期望的方式调节或操纵。存在要结合到这种工程机械中的各种控制系统和技术，用于帮助其操作者控制工程机械和/或作业器具。这些系统和技术能够与大量的各种传感器交互，用于向操作者提供有关工程机械和/或作业器具的信息和数据，以进一步帮助控制该工程机械和/或作业器具。计算机科学的最新进展现在允许上述控制系统向操作者提供帮助，以实时地将由传感器获取的数据与工程机械在其中操作的动态结构环境相关联。基于这种关联，可以向操作者显示所谓的增强现实(AR)，用于帮助操作者操纵工程机械。具体地，AR可以向操作者提供物理的真实世界环境的视图，其元素由计算机产生的感官输入(例如声音、文本、图形或视频)来增强(或补充)。在典型的现有技术AR应用中，数据处理器审查照相机捕获的图像以寻找线索，该线索触发另外的信息和图像的显示，连同所捕获的图像的显示一起。例如，可以使用布置在工程机械所包括的操作者驾驶室内的显示屏将AR信息呈现给操作者。然而，这种实施方式使得操作者需要在显示器和例如作业器具之间分配他的注意力，从而使操作不稳定且使人疲劳。作为替代方案，可以采用一种更动态的方法，例如US20140188333中所公开的那样，其中，向操作者提供了适合于增强现实能力的头戴式显示器(HMD)。根据US20140188333，即使在从操作者的直接视线中看不到作业器具的情况下，也可以额外地允许AR信息帮助操作者“看见”作业器具。尽管US20140188333中提出的解决方案为工程机械的安全操作提供了大的改进，但本专利技术人已经确认了帮助操作者的进一步的可能性，而不必依赖于强迫操作者戴上例如HMD，从而允许当例如在施工现场等处操作工程机械时进一步降低风险。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，上述问题至少部分地通过一种工程机械来减轻，该工程机械包括：工程机械结构；工程机械器件，该工程机械器件以可枢转方式连接到工程机械结构；和操作者驾驶室，该操作者驾驶室设置在工程机械结构处并且设有控制器件，该控制器件适于允许操作者控制工程机械器件的位置，其中，该工程机械还包括图像投影设备，该图像投影设备用于将图像投影在工程机械器件的面向操作者驾驶室的表面处，并且所投影的图像包括用于操作者控制该工程机械的信息。因此，根据本公开，能够允许在所述工程机械外部的区域处进行用于帮助操作者的信息的任何投影，即，不必如根据现有技术所提出的那样依赖于在固定或移动的(例如HMD)显示器处呈现信息。而是，使用工程机械所包括的工程机械器件作为“画布”，以呈现帮助信息。这种实施方式带来的优点在于，可以允许工程机械的操作者将其焦点放在“正确位置”，该“正确位置”通常将在操作者驾驶室外部而不是在操作者驾驶室内。另外，所投影的信息通常可以在“需要”的位置和时间被投影，而无需向操作者提供例如专用的HDM等。另外，本公开所提出的解决方案解决了现有技术的焦点深度问题，该问题为：当操作者在工程机械器件和布置在操作者驾驶室内的显示器装置之间切换其视线时，操作者必须重新聚焦。图像投影设备应被理解为是指能够在工程机械器件的面向操作者驾驶室的表面处提供可见照明(包括例如标记、线条、符号、图标、文本、图像等)的设备或装置。图像投影设备可以这样包括不同类型的光源，例如发光二极管(LED)或LED阵列等。当然可以想到其它替代方案，例如激光器、图像/视频投影仪等。在一些实施例中，使用激光投影仪可能是优选的，因为与在一些实施方式中使用来自例如图像投影仪的聚焦较弱的光束所能实现的相比，激光投影仪能够提供高聚焦的单色光束以将图像投影在工程机械器件的表面处。然而，应当理解，在本公开的一些实施方式中，使用图像投影仪可能是合适的。此外，该工程机械例如可以是挖掘机、轮式装载机、推土机、平地机和反铲装载机中的至少一种，或者是包括合适的工程机械器件的、任何形式的对应的施工设备，该工程机械器件被布置在外部且同时对于操作者是可见的，并且适合于允许以如上所述的方式投影图像。相应地，该工程机械器件当然可以取决于工程机械的类型。例如，在一些实施例中，该工程机械器件可以包括器具和联接件中的至少一个。该器具例如可以是铲斗等。在一些实施例中，该工程机械可以包括内燃发动机，或者可以是纯电动车辆(PEV)和混合动力车辆(HEV)中的至少一种。此外，在本公开的一些实施例中，可能希望为该工程机械配备地理定位设备，例如工程机械所包括的GLONASS或GPS接收器，用于确定该工程机械在诸如作业现场或施工现场处的当前位置。与工程机械的位置有关的信息还可以包括与工程机械的相对定向有关的信息。在本公开的实施例中，所述图像投影设备还包括控制单元，该控制单元适合基于当用户位于操作者驾驶室处时该用户的预期位置来调节在工程机械器件的表面处投影的图像的位置。例如，可以使用连接到控制单元的、眼睛和/或头部跟踪机构来执行这种估计。在可获得估计位置的情况下，能够允许例如从操作者的当前位置看时要正确投影的图像的透视图。可以通过如下方式执行所述估计：确定操作者或操作者的头部/眼睛的大致准确的位置；或者可替代地，例如估计操作者位于布置在工程机械所包括的操作者驾驶室内的座椅中。在一个实施例中，该控制单元可以是通常被设置为工程机械的机载部件的电子控制单元(ECU)。此外，该控制单元优选适于接收指示工程机械器件的当前位置(例如相对于操作者驾驶室或地面)的信息，并且基于工程机械器件的当前位置和/或操作者的位置来调适在工程机械器件处投影的图像。在工程机械器件的表面处投影的图像可以包括要由工程机械的操作者执行的当前或未来任务的信息，例如，如何在例如工程机械的当前位置处控制工程机械器件。这种信息例如可以包括使用挖掘机的器具的特定任务，例如在特定位置处的地面上挖坑。因此，所形成并投影的图像可以包括用于操作者的将在何处进行挖掘的信息(“挖掘指令”)。该挖掘指令或类似指令还可以包括对操作者的关于例如布置在地下的管和/或管道的警告。因此，在手上有这种信息的情况下，能够减少可能的挖掘事故。该信息也可以用于告知操作者例如以下项中的至少一个：铲斗的期望的装填水平和最大装填水平。然而，应当理解，另外或者替代地，提供给操作者的信息可以包括例如用于操作者操纵工程机械的驾驶指令。可替代地，该信息可以适于向操作者提供关于工程机械的操作的反馈，从而例如以更有燃料效率的方式等来操作工程机械。除了上述之外，该控制单元可以进一步适于接收与工程机械的周围环境有关的地理数据。可能地使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械(100)，包括：/n-工程机械结构(108)，/n-工程机械器件(104、106)，所述工程机械器件(104、106)以枢转方式连接到所述工程机械结构(108)，和/n-操作者驾驶室(112)，所述操作者驾驶室(112)设置在所述工程机械结构(108)处并且设有控制器件，所述控制器件适于允许操作者控制所述工程机械器件(104、106)的位置，/n其特征在于，所述工程机械(100)还包括：/n-图像投影设备(200)，所述图像投影设备(200)用于将图像(302、304、306、312、314)投影在所述工程机械器件(104、106)的面向所述操作者驾驶室(122)的表面(122)处，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括用于所述操作者控制所述工程机械(100)的信息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工程机械(100)，包括：
-工程机械结构(108)，
-工程机械器件(104、106)，所述工程机械器件(104、106)以枢转方式连接到所述工程机械结构(108)，和
-操作者驾驶室(112)，所述操作者驾驶室(112)设置在所述工程机械结构(108)处并且设有控制器件，所述控制器件适于允许操作者控制所述工程机械器件(104、106)的位置，
其特征在于，所述工程机械(100)还包括：
-图像投影设备(200)，所述图像投影设备(200)用于将图像(302、304、306、312、314)投影在所述工程机械器件(104、106)的面向所述操作者驾驶室(122)的表面(122)处，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括用于所述操作者控制所述工程机械(100)的信息。


2.根据权利要求1所述的工程机械(100)，其中，所述图像投影设备(200)包括激光投影仪(204)。


3.根据权利要求1和2中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所述图像投影设备(200)还包括控制单元(210)，所述控制单元(210)适合基于所述操作者位于所述操作者驾驶室(122)处时所述操作者的预期位置和所述工程机械器件(104、106)的当前位置来调节在所述工程机械器件(104、106)的所述表面处投影的所述图像的位置。


4.根据权利要求3所述的工程机械(100)，其中，所述控制单元(210)适于接收指示所述工程机械器件(104、106)的当前位置的信息。


5.根据权利要求3和4中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所述控制单元(210)进一步适于接收指示所述操作者的头部位置的信息并基于所述头部位置来控制在所述工程机械器件(104、106)的所述表面(122)处投影的所述图像(302、304、306、312、314)的位置。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所述工程机械器件(104、106)包括器具(106)和联接件(104)中的至少一个。


7.根据权利要求1至5中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所述工程机械器件(104、106)包括铲斗。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所述工程机械(100)是挖掘机(100)、轮式装载机、推土机、平地机和反铲装载机中的至少一种。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括用于所述操作者控制所述工程机械器件(104、106)的信息。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括用于定位所述工程机械器件(104、106)的信息。


11.根据前述权利要求中的任一项所述的工程机械(100)，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括用于告知所述操作者与所述工程机械(100)的操作有关的参数的信息。


12.根据权利要求7所述的工程机械(100)，其中，所投影的图像(302、304、306、312、314)包括与以下项中的至少一个有关的信息：所述铲斗的期望的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷诺·费拉，伦纳特·斯科格，
申请(专利权)人：沃尔沃建筑设备公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE